Derivation of quantum work equalities using quantum Feynman-Kac formula
基于著名的Feynman-Kac公式和Kolmogorov图像的量子力学模拟,我们提出了一种新的方法来推导孤立量子系统的非平衡功等式,包括Jarzynski等式和Bochkov-Kuzovlev等式.与文献中已有的方法相比,我们的方法在形式上与经典涨落关系的推导具有更高的相似性,这对于探索新的量子涨落关系具有重要意义.
2012-03-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Macrostatistical Theory of Nonequilibrium Steady States
我们给出了一个一般性的水库驱动量子系统的非平衡稳态的宏观统计公式。这个公式是集中在局部守恒流体动力学观测的大尺度性质,我们的基本假设包括:(a)一个混沌性假设进行这些观测的非守恒电流,(b)Onsager的回归假设的非平衡态的波动的延伸,和(c)一定的介观局部平衡假设。在此基础上,我们得到了一幅图,其中流体动力学观测量关于非平衡稳态的涨落执行一个广义Onsager-Machlup型的Gaussian Markov过程,该过程完全由系统的位置相关输运系数和平衡熵函数决定。这幅图表明,输运系数满足广义形式的Onsager互惠关系在非平衡的情况下,水动力学观测值的空间相关性一般是长范围的。这最后一个结果构成了一个独立于模型的推广,获得了特殊的经典随机系统,并标志着一个显着的差异之间的稳定的非平衡态和平衡态,因为它只是在临界点,后者进行长程相关。
2005-09-29 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Dynamical Structure (SDS) of Nonequilibrium Processes in the Absence of Detailed Balance. IV: Emerging of Stochastic Dynamical Equalities and Steady State Thermodynamics from Darwinian Dynamics
本文是第四篇,也是最后一篇关于解决非平衡过程中缺少细致平衡问题的文章。这是一种基于另一种已知的普遍动力学的方法:达尔文和华莱士首先提出的进化动力学(本文称之为达尔文动力学)在生物学中已被证明是普遍有效的:统计力学和热力学在物理学中取得了巨大的成功,但一直处于缺乏一致的动力学理解的尴尬境地;在这里,我们提出了从形式的角度来看,热力学和达尔文动力学和一些相关的主题之间的联系的探索。我们首先证明了达尔文动力学的随机性意味着存在温度,从而得到Boltzmann-Gibbs型正则分布。热力学第二定律在相对熵的意义下,不需要细致平衡条件就能得到动态的证明,且与系统的大小无关。特别地,负责打破细致平衡条件的动力学分量对相对熵的变化没有贡献。本文详细讨论了两类随机动力学方程:一类是基于Feynman-Kac公式的随机动力学方程,另一类是Einstein关系的推广。两者都可以直接进行实验测试。我们的论证表明,达尔文动力学在逻辑上代表了统计力学和热力学的一个简单而直接的起点,并且与主导物理科学的保守动力学是互补和一致的。目前的探索表明,存在一个统一的随机动力学框架附近和远离平衡。
2008-06-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech math.DS
Nonequilibrium Potential Function of Chemically Driven Single Macromolecules via Jarzynski-Type Log-Mean-Exponential Work
将最近发展的涨落定理的方法应用于恒温环境流体中单个大分子的随机动力学,我们建立了两个Jarzynski型等式:(1)在非平衡稳态(NESS)和$\ln P^{ness}(x)$中驱动分子的不可逆热耗散的对数平均指数(LME)之间,(2)分子内力作功的LME与非平衡化学势函数$μ^{ness}(x)$ $\equiv U(x)+k_BT\ln P^{ness}(x)$之间的关系,其中$P^{ness}(x)$是大分子相空间中的NESS概率密度,$U(x)$是其内部势函数。$Ψ$ = $\intμ^{ness}(x)P^{ness}(x)dx$被证明是一个非平衡推广的亥姆霍兹自由能和$ΔΨ$ = $ΔU-TΔS$的非平衡过程,其中$S$ $=-k_B\int P(x)\ln P(x)dx$是吉布斯熵与$P(x)$。热耗散的LME推广了熵的概念,等式定义了远离平衡态的开放系统的热力学势函数。
2005-10-13 cond-mat.stat-mech
Dissipation-driven integrable fermionic systems: from graded Yangians to exact nonequilibrium steady states
使用Lindblad主方程方法,我们研究了开放的可积量子晶格模型的稳态解的结构,驱动远离平衡的非相干粒子水库连接在边界上。我们确定了一类边界耗散过程,它允许导出精确的稳态密度矩阵的形式的分次矩阵乘积算子。所有的解决方案因式分解的真空类似物巴克斯特的Q-运营商实现的非酉表示的某些有限维分次Yangians的子代数。我们提出了一个统一的框架,它允许解决费米模型,并自然采用高阶对称性。这使得能够解释大多数先前发现的解决方案背后的基本代数内容。
2017-08-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A unified approach to the derivation of work theorems for equilibrium and steady-state, classical and quantum Hamiltonian systems
我们提出了一个统一的和简单的方法来推导工作定理的经典和量子哈密顿系统,无论是在平衡条件下,并在一个稳定的状态。在整个文件中,我们采用了分区的总哈密顿系统的一部分,浴的一部分,和他们的耦合。我们重新推导了文献中已有的许多等式,并得到了非平衡经典和量子系统的一些新的等式。我们的研究结果可以用于确定配分函数和(广义)自由能通过模拟和/或测量非平衡系统。
2008-07-30 cond-mat.stat-mech
Boltzmann-like occupation of nonequilibrium steady states on dense disordered networks
Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院);Santa Fe Institute(圣塔菲研究所);London School of Economics(伦敦政治经济学院)
证明密集网络上非平衡稳态具有玻尔兹曼式占据,并揭示“低抖动”启发式的渐近精确性,将解释推广到等可及稳态。
2026-10-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonequilibrium steady states on 1-d lattice systems and Goldstone theorem
在一维双向无限格点系统上,研究了具有非零电流期望的定态(空间)几何不变态的性质。我们考虑这样一个态的GNS表示,在这个态上我们有一组时空平移幺正算符。我们表明,通过应用Goldstone定理的论证,酉算子的谱,能量动量谱相对于状态,在原点有一个奇点。
2003-01-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact nonequilibrium steady states of boundary driven circuit with XYZ gates
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学与物理学院);Institute of Mathematics, Physics and Mechanics(数学、物理和力学研究所);Department of Physics, University of Wuppertal(伍珀塔尔大学物理系)
本文通过空间非均匀的矩阵积Ansatz方法,精确求解了边界驱动XXZ量子电路的多体密度算符,发现了一类相对稳健的分离式手性非平衡稳态,并从实验角度具有吸引力。
2026-05-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Obtaining pure steady states in nonequilibrium quantum systems with strong dissipative couplings
纯定态的耗散制备通常涉及相干动力学和耗散动力学对目标态的交换作用。也就是说,目标纯态是动力学的相干部分和耗散部分的本征态。我们表明,工作在芝诺制度,即无限大的耗散耦合,一个可以产生一个纯态的非对易作用,在上述意义上的相干和耗散动力学。导出了相应的芝诺区纯度判据。我们说明的方法,在其理论和应用方面,在一个开放的$XXZ$自旋$1/2$链的例子情况下,驱动平衡的边界水库针对不同的自旋方向。使用我们的标准,我们发现两个家庭的纯非平衡稳态,在芝诺政权,并计算有效地产生稳定的状态,这是几乎无法区分的目标纯态所需的耗散强度。
2016-02-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A generalization of Clausius inequality for processes between nonequilibrium steady states in chemical reaction systems
本文从Oono和Paniconi [Prog. Theor. 130,29(1998)]。某些化合物的浓度由外部系统控制,从而发生从一个稳态到另一个稳态的转变。我们表明,克劳修斯不等式的模拟在宏观上适用于操作过程。这意味着热力学第二定律可以被推广,包括非平衡稳态。
2000-12-21 cond-mat.stat-mech
Rules for transition rates in nonequilibrium steady states
正如正则系综中的跃迁速率必须遵守细致平衡原则一样,受驱动稳态中的跃迁速率也存在约束。我推导出这些限制,最大信息熵的推断,并将其应用到驱动扩散和剪切晶格流体的稳定状态。由此产生的合奏可以潜在地解释非平衡相行为,并为稳定的剪切,引起应力介导的长程相互作用。
2004-02-20 cond-mat.stat-mech
Coexistence of distinct nonuniform nonequilibrium steady states in Ehrenfest multiurn model on a ring
研究环上埃伦费斯特多瓮模型,发现偶数M>=4时存在通过叉式分岔出现的额外非平衡稳态,解析推导了四瓮情况的性质与相图,并通过蒙特卡洛模拟验证。
2024-03-23 cond-mat.stat-mech
Generalized Green-Kubo formula and fluctuation theorem for quantum current system around a nonequilibrium steady state
导出了量子电流系统在非平衡稳态附近的涨落定理。证明了涨落定理可以是广义Green-Kubo公式的一部分,也可以是外场或化学电势差变化的非线性响应理论。
2011-03-29 cond-mat.stat-mech
Universal thermodynamic bounds on nonequilibrium response with biochemical applications
不同的物理系统的特点是它们对小扰动的反应。在热力学平衡附近,涨落耗散定理提供了一个强有力的理论和实验工具,通过观察自发的平衡涨落来确定响应的性质。本着这种精神,我们在这里得到一个集合的等式和不等式有效的任意远离平衡,约束响应的非平衡稳态的强度的非平衡驱动。我们的工作为表征非平衡响应开辟了新的途径。作为例证,我们展示了我们的研究结果如何合理化两个常见的生化图案的能量需求。
2020-02-10 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.MN
Analysis of slow transitions between nonequilibrium steady states
非平衡稳态之间的转变服从广义克劳修斯不等式,该不等式在准静态极限下变为等式。对于缓慢但有限的过渡,我们表明,该系统的行为是由一个响应矩阵的元素是由一个远离平衡格林-久保公式,涉及衰减的相关性评估的非平衡稳态。这一结果导致非绝热熵产生的平均值和方差之间的波动耗散关系,$Δs_{\rm na}$。此外,我们的研究结果扩展-非平衡稳态-的热力学度规结构引入Sivak和克鲁克斯分析最小耗散协议之间的过渡平衡态。
2015-07-22 cond-mat.stat-mech
Representation of nonequilibrium steady states in large mechanical systems
最近导出了导热非平衡稳态概率分布的一种新的简明表示。该表示在“非平衡度”的二阶上是有效的,并且具有非常有启发性的形式,其中有效哈密顿量由过量熵产生确定。在这里,我们扩展到广泛的一类非平衡稳态实现的经典力学系统中的浴(水库)也定义在确定性力学。本扩展涵盖了这样的非平衡稳态与热传导,与粒子流(由外部场或由粒子库维持),并在振荡的外部场。我们还简化了推导过程并讨论了相应的满阶表示。
2008-05-20 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality for the transitions between nonequilibrium steady states
Jarzynski等式[Phys. Rev. E { \bf 56},5018(1997)]对非平衡定态之间的跃迁以及平衡态之间的跃迁进行了轻微的修正。数值结果也证实了其有效性。它的相关性的非平衡态热力学的操作形式主义进行了讨论。
1999-07-28 cond-mat.stat-mech
High-temperature expansion for steady nonequilibrium states in driven lattice gases
我们发展了一个受控的高温膨胀的非平衡稳态的驱动格子气。我们用$P(η)\propto e^{-H(η)-Ψ(η)}$表示稳态,并计算了最低阶对非平衡有效相互作用$Ψ(η)$的贡献。我们看到,在$d\ge2$维中,所有具有非奇异跃迁率的模型都具有相同的$Ψ(η)$,它由一个像$1/r^{2d+1}$一样衰减的三体有效相互作用组成。具有Metropolis规则的模型显示出异常的行为。
2004-07-21 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Criticality at Shock Formation in Steady States
在各种情况下,非守恒非对称简单排斥过程等过程的定态激波形成是一种非平衡临界现象。发散的长度尺度和定量描述的过渡,包括相边界获得的动力学的一些一般性质,而不依赖于具体的细节。
2005-04-26 cond-mat.stat-mech
A possible classification of nonequilibrium steady states
我们提出了一个一般的分类非平衡稳态的平稳概率分布和相关的概率流。静态概率可以用图理论表示为有向标记树;在这样的图中关闭一个循环会导致概率流的表示。这种分类使我们能够识别所有的选择的过渡率,基于一个主方程,产生相同的非平衡稳态。我们探讨这种自由的含义,例如,熵的产生。
2006-05-11 cond-mat.stat-mech
Multibalance conditions in nonequilibrium steady states
研究了一种新的平衡条件多重平衡,得到了环上一类非平衡格点模型的非平衡稳态,其中一个粒子从一个特定的位置跳到它的最近和次最近的邻居.对于具有非对称跳频的零程过程,利用该平衡条件,得到了跳频过程因子分解稳态的条件。我们表明,这个平衡条件给出了有限范围过程(FRP)和其他模型的簇分解稳态(CFSS)。我们还讨论了多重平衡条件在两种群FRP模型中的应用,该模型的跳数范围为K个最近邻。
2021-09-22 cond-mat.stat-mech
Fluctuation-induced pressures in fluids in thermal nonequilibrium steady states
流体在非平衡稳态中的相关性是长程的。因此,有限尺寸效应在流体的非平衡热力学中有重要的影响。一个结果是,非平衡温度波动引起的非平衡Casimir样的压力成正比的温度梯度的平方。因此,涨落导致局部热平衡概念的崩溃。此外,输运系数变得依赖于边界条件和重力。因此,非平衡涨落影响了非平衡热力学中的一些传统概念。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Restoring a fluctuation-dissipation theorem in a nonequilibrium steady state
在一个非平衡稳态中,波动耗散定理(FDT)的违反与打破细致平衡有关。对于一个驱动的胶体粒子的速度相关性,我们计算的FDT破坏的显式表达式。通过测量相对于局部平均速度的速度,可以恢复FDT的平衡形式。
2006-03-03 cond-mat.stat-mech
Fermionic theory of nonequilibrium steady states
本文发展了连续时间马尔可夫系统中非平衡稳态的费米子理论,推广了 Boltzmann-Gibbs 统计力学,计算了任意扰动响应,并发现特定系综可由具破缺超对称性的 2D 统计场论描述,为构建非平凡可解模型奠定基础。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Universal Properties of Nonlinear Response Functions of Nonequilibrium Steady States
我们导出了非平衡稳态非线性响应函数的普适性质。特别是,求和规则和渐近行为。它们的后果说明了非线性光学材料和非线性电导体。
2010-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
A Jarzynski-type equality for nonequilibrium steady-state probabilities
本文证明非平衡马尔可夫系统的稳态概率可由有限时间消环路径的加权系综平均重构,路径权重 $e^{-S(Γ)}$ 可解释为作用量泛函或储层熵变,由此揭示了非平衡稳态的 Jarzynski 型等式及消环路径的强热力学对称关系。
2024-10-14 cond-mat.stat-mech
Casimir effect in the nonequilibrium steady-state of a quantum spin chain
我们提出了一个完全基于微观的计算Casimir效应的非平衡系统,即一个能流驱动的量子XX链。壁(横向场杂质)之间的力计算在一个非平衡稳态,这是通过让系统从初始状态与两个半链在不同的温度下平衡准备演变。在大时间极限中出现的稳态是均匀的,但带有能流。在此非平衡态下的Casimir力的解析计算的极限时,横向场是小的。我们发现,卡西米尔力的范围相比,平衡的情况下,减少,并建议,这是因为减少了波动的通量携带稳定状态。
2010-04-22 cond-mat.stat-mech
Work Relations Connecting Nonequilibrium Steady States Without Detailed Balance
平衡态和非平衡态统计物理学的桥梁吸引了持续的兴趣。非平衡系统的特征包括细致平衡的破坏,以及缺乏对应于玻尔兹曼-吉布斯分布的先验势函数,没有它就不能定义经典的平衡物理量。在这里,我们通过将系统分解为耗散部分和保守部分来动态地构造势函数,并通过定义基于势函数的物理量来发展非平衡理论。平衡的概念因此可以自然地扩展到非平衡稳态。我们阐明这一过程中明确的一类时间依赖的线性扩散系统没有数学模糊性。我们进一步得到了任意控制参数下的精确功分布,以及连接非平衡稳态的功等式。我们的结果将Jarzynski等式和Crooks涨落定理直接推广到没有细致平衡的系统。
2015-04-22 cond-mat.stat-mech
Einstein Relation for Nonequilibrium Steady States
爱因斯坦关系,有关的稳定状态的波动性质的线性响应的扰动,被认为是稳定状态的随机模型与有限的状态空间。我们证明了如何爱因斯坦关系总是成立,如果稳定状态满足细致平衡。更一般地说,我们认为非平衡稳态的细致平衡不举行,并显示如何概括的爱因斯坦关系可能会在某些情况下得出。特别是,对于非对称简单排斥过程和驱动扩散二聚体模型,外部扰动产生和湮灭粒子,从而打破了未扰动模型的粒子守恒。
2003-03-03 cond-mat.stat-mech
Representation of the nonequilibrium steady-state distribution function for sheared granular systems
我们推导出了用过剩自由能产生表示的非平衡稳态分布函数的表达式。这种表示类似于最近由Komatsu和Nakagawa [Phys. Rev. Lett. 100(2008),030601]依赖于使用微观时间反演对称性,但我们的表示也适用于剪切颗粒系统,其中这种对称性被打破。
2010-02-14 cond-mat.stat-mech
Exact nonequilibrium steady state of open XXZ/XYZ spin-1/2 chain with Dirichlet boundary conditions
我们研究了一个由Lindblad主方程描述的强耗散的Zeno极限中的耗散驱动的XYZ自旋1/2链。非平衡稳态表示的矩阵乘积anterior使用新的网站相关的Lax算子。Lax算子的分量满足一组简单的线性递归方程,该方程推广了量子群$U_q(sl_2)$的定义代数关系。我们揭示了非幺正动力学的非平衡稳态与由相干幺正动力学描述的具有边缘磁场的相应可积模型之间的联系。
2020-04-13 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady state of the kinetic Glauber-Ising model under an alternating magnetic field
在周期性的外磁场驱动下,自旋系统可以进入一个具有非平衡几率分布函数的定常夹带振荡阶段。我们考虑一个任意的磁场切换其方向的频率与自旋翻转率,并表明所得到的非平衡态概率分布可以与系统的平衡分布在存在一个恒定的磁场相同的幅度。我们推导出方便的近似表达式,这个确切的关系,并讨论其影响。
2014-02-26 cond-mat.stat-mech
Monotone return to steady nonequilibrium
我们提出并分析了一个新的候选李雅普诺夫函数松弛到一般的非平衡稳态。所提出的泛函是从时间对称涨落的大时间渐近性得到的。对于驱动马尔可夫跳跃或扩散过程,它测量动态活动率的超额。我们提出了数值证据,我们报告了一个严格的论点,其单调的时间依赖性接近稳定的非平衡或在一般足够长的时间后。这与基于熵产生的近似李雅普诺夫函数的行为形成对比,当远离平衡时,通常会表现出时间振荡,甚至接近平稳。
2011-06-01 cond-mat.stat-mech
On the steady state probability distribution of nonequilibrium stochastic systems
一个受驱动的随机系统在恒温热浴中松弛到一个稳态,该稳态由稳态概率分布表征。我们调查的驱动力和稳态概率分布之间的关系。采用力分解法,将力分解为稳态势的梯度与剩余部分的梯度之和。分解方法允许人们找到一组力场,每个力场都与给定的稳态相兼容。这样的知识提供了一个有用的洞察随机系统,特别是在非平衡状态。给出了过阻尼和欠阻尼随机系统的分解方法,并讨论了它们之间的联系。
2014-11-12 cond-mat.stat-mech
Total entropy production fluctuation theorems in a nonequilibrium time-periodic steady state
本文研究了在受驱动的非线性系统中布朗粒子的总熵产生。该系统表现出随机共振现象。我们表明,在时间周期稳定状态下,总熵产生的概率密度函数满足塞弗特的积分和详细的波动定理在有限的时间轨迹。
2008-12-29 cond-mat.stat-mech
Asymmetry of steady state current fluctuations in nonequilibrium systems
对于非平衡稳态系统,一种新的调制高斯概率分布推导出纳入一个新的现象,偏置电流波动,发现最近的实验室实验和分子动力学模拟证实。我们的结果一致地推广了Onsager-Machlup涨落理论在热平衡系统中的应用。与统计力学的原则,由于玻尔兹曼和吉布斯的连接进行了讨论。最后,调制高斯分布对于其他利用大偏差理论的统计学科也具有潜在的意义。
2015-08-19 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady states in asymmetric exclusion processes on a ring with bottlenecks
研究了具有一对点瓶颈环上非对称排它过程的一般非齐次平衡态。我们发现,由于一个基本的普遍特征,在这个模型中的粗粒度的稳态密度的测量解决瓶颈结构只有部分。出乎意料的是,它显示本地化-离域过渡和限制离域域壁,控制的粒子数量守恒和瓶颈竞争之间的相互作用,为中等粒子密度。
2014-08-14 cond-mat.stat-mech
On the density matrix of nonequilibrium steady-state statistical mechanics
本文导出了与Oono和Paniconi [Prog. Theor.物理增刊{ \bf 130},29(1998)]。为此,我们采用三个合理的基本假设一致的稳定状态:(i)等价的任何两个子系统的总数,(ii)统计独立的任何两个子系统之间,和(iii)能量的可加性。与一个合适的定义的能量,它是由机械力驱动的均匀稳定状态可以描述的吉布斯分布。
2002-03-01 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady states in sheared binary fluids
本文用格子玻尔兹曼方法模拟了二元流体混合物在二维流体力学条件下发生相分离时的稳态剪切过程。与某些理论方案相反,在速度和速度梯度方向($x,y)$)上用有限的畴长$L_{x,y}$获得动力学稳定状态。表观标度指数估计为$L_{x}\sim\dotγ^{-2/3}$和$L_{y}\sim\dotγ^{-3/4}$。我们讨论了在达到稳定状态的扩散率和流体力学的相对作用。
2005-11-30 cond-mat.stat-mech
An expression of excess work during transition between nonequilibrium steady states
过剩功是在非平衡稳态之间转变过程中功的非发散部分。它是稳态热力学(SST)中的一个中心量,而SST是非平衡态热力学理论的候选者。利用NESS的宏观线性响应关系,导出了NESS准静态相变过程中的超额功表达式。该表达式是矢量势在控制参数空间中的线积分。给出了矢量势与NESS响应函数之间的关系,从而得到SST与宏观量之间的关系。我们还通过非平衡响应函数的微观表达式将宏观公式与微观物理联系起来,得到了与前人研究一致的结果。
2014-11-23 cond-mat.stat-mech
Dissipative Heat Decomposition in Stochastic Energetics: Implication of the Instantaneous Diffusion Coefficient in Nonequilibrium Steady States
利用非平衡稳态中的瞬时扩散系数,给出了耗散热的分解表达式。耗散热可以用三个扩散系数表示:瞬时、平衡和漂移。分解表达式的实验应用允许我们评估的散热率从单轨迹数据。我们还数值证明了这种方法。
2014-11-19 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Pressure and entropy of hard spheres in the weakly nonequilibrium heat-conduction steady state
采用连续介质方法计算了小热流密度稳态硬球系统的热力学量。压力、内能和熵的解析表达式在温度梯度的四阶近似下得到。结果表明,梯度对内能的贡献依赖于体积,而熵满足非平衡过程热力学第二定律。对3D、2D和1D尺寸执行计算。
2016-12-21 cond-mat.stat-mech
Relaxation of a Colloidal Particle into a Nonequilibrium Steady State
本文研究了单个胶体球在两个非平衡稳态之间周期性运动的弛豫过程。在实验上,这是通过驱动粒子沿环形陷阱施加扫描光镊。我们发现,松弛时间后,概率分布已经放松是相同的,通过稳态测量得到的。在定量协议与理论计算的弛豫时间强烈增加时,驱动系统进一步远离热平衡。
2009-06-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mapping current fluctuations of stochastic pumps to nonequilibrium steady states
我们发现,在一个随机泵的电流波动可以鲁棒地映射到相应的时间无关的非平衡稳态的波动。因此,我们完善了最近提出的映射,使它不仅确保等价的平均值,但也最佳的电流和密度的波动表示。我们的映射导致的熵产生的随机泵类似的“管家”热的自然分解。作为熵产生分解的结果,弱扰动随机泵中的电流波动满足由稳态熵产生确定的普适界。
2016-10-24 cond-mat.stat-mech
Static Soliton at Nonequilibrium Steady State
研究了具有两个贮能池的开放Takayama-Lin Liu-Maki链的非平衡相变。我们将证明连接两个均匀相位的孤子是可能的,并且孤子的振幅服从与均匀相位相同的自洽方程。
2009-06-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Origin of Temperature Gradient in Nonequilibrium Steady States in Weakly Coupled Quantum Spin Systems
研究了自旋为1/2的量子链在两个不同温度的热浴中的非平衡稳态。我们考虑了系统中自旋-自旋耦合和系统-水浴耦合的弱耦合极限。这种设置使我们能够分析地处理具有非零温度梯度的NESS。我们开发了一个微扰理论,这种弱耦合的情况下,并显示了一个简单的条件存在的非零温度梯度。这个条件与系统的可积性无关。
2017-04-06 cond-mat.stat-mech
Lee-Yang zeros and phase transitions in nonequilibrium steady states
我们考虑如何李-杨描述的相变的配分函数零适用于非平衡系统。这里没有配分函数,而是我们考虑过渡率复平面中稳态归一化因子的零点。我们得到了一个特定的模型,边界驱动的非对称简单排斥过程的热力学极限的零点的精确分布。我们证明了该模型的一阶和二阶非平衡相变的零点分布遵循Lee-Yang平衡理论中已知的模式。
2002-07-01 cond-mat.stat-mech
The Second Law of Steady State Thermodynamics for Nonequilibrium Quantum Dynamics
本文从微观的观点研究了开放量子系统的普通热力学第二定律和稳态热力学第二定律。基于Lindblad的H-定理,我们证明了这两个第二定律与完全正映射产生的量子动力学是一致的。此外,还得到了某些量子动力学系统的熵产生和“管家热”的微观表达式。
2001-09-05 cond-mat.stat-mech
Extended Clausius Relation and Entropy for Nonequilibrium Steady States in Heat Conducting Quantum Systems
最近,在他们试图构建稳态热力学(SST),小松,Nakagwa,Sasa和Tasaki发现了一个扩展的克劳修斯关系的非平衡稳态在经典的随机过程。在这里,我们得到一个量子力学版本的扩展克劳修斯关系。我们考虑一个小的系统的利益,重视发挥作用的热浴的大系统。我们仅用真正的量子动力学,实现了小系统的导热非平衡稳态。研究了系统参数突变时稳态的响应,证明了用“多余热”代替“热”的扩展克劳修斯关系式在温差较小时是有效的。此外,我们表明,出现在关系的熵是类似的冯诺伊曼熵,但有一个额外的对称性,关于时间反演。我们相信,目前的工作开辟了一个新的可能性,在量子系统中的非平衡现象的研究,也证实了Komtatsu等人的方法的鲁棒性。
2011-12-20 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady-state Kubo formula: equality of transport coefficients
我们解决的问题是否输运系数从一个单一的封闭系统设置,即,标准平衡Green-Kubo公式与从弱驱动非平衡稳态计算获得的公式相同。首先,我们推导出一个非平衡Kubo的稳态扩散常数表示为一个时间积分的电流或保守的密度非平衡关联函数的表达式。该表达式比平衡Green-Kubo公式有一定的优点,但不清楚它是否给出相同的扩散常数值。然后,我们严格表明,如果酉动力学是扩散的非平衡公式确实给出了完全相同的输运系数。预测了有限尺寸修正的形式。通过对几种相互作用多体模型中扩散常数的显式计算,验证了理论结果。
2019-01-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Reversibility, heat dissipation and the importance of the thermal environment in stochastic models of nonequilibrium steady states
我们研究随机过程,用于模拟非平衡过程(例如,拉RNA或拖动胶体),所以故意违反细致平衡。我们认为,通过结合信息论的不可逆性与非平衡功定理的措施,抽象动力学所隐含的热物理可以确定。这个度量在热力学熵的产生上是有界的,因此可以量化随机动力学对现实的建模程度。我们还使用我们的研究结果来批判各种建模方法和稳态热力学中出现的概念。
2007-11-12 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady states in contact: Approximate thermodynamic structure and zero-th law for driven lattice gases
我们探讨驱动晶格气体的存在下,一个强烈的热力学变量,可以确定“平衡”之间的两个非平衡稳态系统保持弱接触。在模拟中,我们发现这些系统满足令人惊讶的简单的热力学定律,如第零定律和粒子数波动和相应的磁化率之间的波动响应关系非常好。然而,在较高的密度,小,但可观察到的偏离这些法律发生由于非平凡的接触动力学和存在的长程空间相关性。
2010-11-17 cond-mat.stat-mech
Perturbative Analysis of Nonequilibrium Steady States in Quantum Systems
研究了两个不同温度的热浴中量子系统的非平衡稳态。我们使用与时间无关的微扰展开与两个热浴耦合,以获得的密度矩阵的NESS。特别地,我们给出了反射对称和弱非平衡情况下的密度矩阵的显式表示。我们还计算了能流的期望值,并表明久保公式在这种情况下成立。
2012-03-16 cond-mat.stat-mech quant-ph